Yamamoto's Laboratory
講義ノート 2006年度 電気磁気学特論

電磁気学 (ベクトル解析からマクスウェルの方程式まで)

C言語を使い,数値計算の基本的なことを学習します.

対象 生産システム工学専攻 第1学年(2006年度)
教科書 「電磁気学の考え方」, 砂川 重信,  岩波書店, ISBN 4-00-007892-5.
授業概要 シラバス(pdf)を参照してください。

講義

第1回 ベクトルの性質と加算 (pdf)
  • 物理学における対称性
  • ベクトルの基本
  • ベクトル同士の加算
  • ベクトルとスカラーの乗算
  • ベクトルの別の表現
  • 座標の回転とベクトル
第2回 スカラー積とベクトル積 (pdf)
  • 内積(スカラー積)
  • 外積(ベクトル積)
  • ベクトル量とスカラー量の定義
  • 付録
    • 回転を表す行列
第3回 スカラー場とベクトル場の微分 (pdf)
  • ベクトル場とスカラー場
  • スカラー場の勾配(grad)
  • ∇演算子
  • ベクトル場の発散
  • ベクトル場の回転
  • スカラー場とベクトル場の2階微分
  • ラプラス演算子
第4回 スカラー場とベクトル場の積分 (pdf)
  • 1変数関数の微分と積分
  • スカラー場の勾配と積分
  • ベクトル場の発散と積分
  • ベクトル場の回転と積分
第5回 ベクトル解析の諸々の定理 (pdf)
  • ディラックのデルタ関数
  • グリーンの定理
  • ベクトル場の性質
第6回 電磁気学とはどんな学問か (pdf)
  • 電磁気的な現象
  • 電磁気学の基本法則
  • クーロンの法則
  • 力の伝わり方
第7回 静電場(その1) (pdf)
  • 静電力と静電場
  • 静電場の微分方程式
  • 静電ポテンシャル
第8回 静電場(その2) (pdf)
  • 導体中の静電場
  • 静電ポテンシャルとポアソン方程式
  • コンデンサーと静電場のエネルギー
第9回 定常電流 (pdf)
  • 定常電流と保存則
  • オームの法則
  • 回路
第10回 静磁場 (pdf)
  • エルステッドの発見とアンペールの法則
  • 静磁場の基本法則
  • 付録 ビオ-サバールの法則
第11回 静磁場(ビオ-サバールの法則と磁場による力) (pdf)
  • ビオ-サバールの法則
  • 電流に働く力
  • ローレンツの力
  • 磁荷に作用する力
第12回 時間的に変動する電場と磁場 (pdf)
  • 電束密度と磁場の強さ
  • 静電磁場
  • 電荷存則と変位電流
  • ファラデーの電磁誘導の法則
  • マクスウェルの方程式
第13回 電磁気学の基本法則 (pdf)
  • マクスウェルの方程式
  • エネルギー保存則
  • 電磁ポテンシャル
第14回 電磁波 (pdf)
  • 自由空間内の電磁波の波動方程式
  • 電磁波
  • 電磁波のエネルギー
第15回 グリーン関数とソースがある波動方程式 (pdf)
  • グリーン関数
  • ソースがある波動方程式の解
第16回 電磁波の放射 (pdf)
  • 電磁波の放射
  • 電磁波の放射の実際

前期末試験



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